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JWT理论知识

目录

简介

产生的背景

存在的问题

JWT结构

组成部分

连接形式

Header

Payload

Signature

使用方式

结语


简介

JWT全拼是JSON Web Tocken,是目前最流行的跨域身份认证解决方案,特别适合分布式系统,减少用户麻烦,保证账号安全,减少服务器负载。

有人经常将OAuth与JWT搞混,两种是用于同一场景的不同情况。同一场景是指登录场景,不同情况是指,OAuth是第三方授权登录(详情戳这里),JWT是直接登录。


产生的背景

最经典的登录实现方式是通过session:
1.用户输入用户名、密码提出登录请求;

2.服务器收到请求并验证用户名和密码,正确情况下存储在服务器的session中,并返回用户session_id;

3.用户发起新的请求并携带cookie中的session_id;

4.服务器验证session_id并验证服务器内的session,无误响应用户请求;

所有后续请求都如此进行,如果服务器对session有时间限制后自动销毁,到时间后用户将重新进行用户名、密码的登录。


存在的问题

如果用户数量过大,服务器中存储大量的session信息,严重影响服务器的性能;

服务器无法方便的进行分布式部署,因为session不能方便的实现服务器间的同步,无法实现横向扩展(不是不能实现,而是实现会变得复杂,例如创建session持久化层,此种方法修改难度大,且持久化层挂掉,所有服务都会挂掉)。

应运而生,JWT解决了以上的问题。接下来进行学习JWT的相关知识。


JWT结构

组成部分

Header

Payload

Signature

连接形式

xxxxx.yyyyy.zzzzz


让我们一步步来说:

Header

格式:JSON

包括内容是:

Token的类型,就是JWT

加密的方式,例如HMAC SHA256 or RSA,一般使用HMAC SHA256

例子:

{   "alg": "HS256",   "typ": "JWT" }

接着用Base64Url编码成为JWT的第一部分。


Payload

存放有效信息的部分,有效信息主要包含三部分:

  • 标准中注册的声明
  • 公共的声明
  • 私有的声明

标准中注册的声明:

iss: JWT签发者

sub: JWT所面向的用户

aud: 接收JWT的一方

exp: JWT的过期时间,这个过期时间必须要大于签发时间

nbf: 定义在什么时间之前,该JWT都是不可用的.

iat: JWT的签发时间

jti: JWT的唯一身份标识,主要用来作为一次性token,从而回避重放攻击。

此部分内容建议使用但不强制。

公共声明:

可以添加任何信息,一般是用户信息和业务信息。不建议添加敏感信息,因为payload部分会用Base64Url编码,可能会被反向解密。

私有声明:

可以存放前后端共同定义的声明,方便前后端进行不敏感的信息交换。同样不建议添加敏感信息,原因也是可能会被解码。

例子:

{   "sub": "1234567890",   "name": "John Doe",   "admin": true }

此部分内容同样进行Base64Url编码,组成JWT的第二部分内容。


Signature

此部分内容是Header和Payload各自经过Base64Url编码后用“.”连接,根据Header中声明的加密方法进行加密后组成的。

类似下面的方式:

HMACSHA256(   base64UrlEncode(header) + "." +   base64UrlEncode(payload),   secret)

使用方式

加在http请求或HTTPS的请求头中,样式如下:

Authorization: Bearer <token>

注意一定要在token之前加上Bearer,之间空格。

结语

掌握JWT的结构和原理是根本。

大家可以生成一个密钥,在https://JWT.io/#debugger-io上试试,方便进行理解。

JWT理论知识JWT理论知识

 

此篇文章可以当做JWT的文档来看,因为结构部分的内容和JWT文档的内容并无二意。

参考文档:https://JWT.io/introduction

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